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EtherCAT 状态机(ESM,EtherCAT State Machine)负责协调主站和从站应用程序在初始化和 运行时的状态关系。
EtherCAT 设备必须支持四种状态,另外还有一个可选的状态。
•Init:初始化,简写为 I;
• Pre- Operational:预运行,简写为 P;
•Safe-Operational:安全运行,简写为 S;
•Operational:运行,简写为 O;
•Boot-Strap:引导状态(可选),简写为 B。
以上各状态之间的转换关系如图所示。从初始化状态向运行状态转化时,必须按照 “初始化预运行安全运行运行”的顺序转换,只有从运行状态返回时可以越级转化,其他状 态均不可以越级转化。引导状态为可选状态,只允许与初始化状态之间相互转化。所有的状态改变 都由主站发起,主站向从站发送状态控制命令请求新的状态,从站响应此命令,执行所请求的状态 转换,并将结果写入从站状态指示变量。如果请求的状态转换失败,从站将给出错误标志。表为状态转换的总结。
EtherCAT 状态转化关系
•Init:初始化
初始化状态定义了主站与从站在应用层的初始通信关系。此时,主站与从站应用层不可以直接 通信,主站使用初始化状态来初始化 ESC 的一些配置寄存器。如果主站支持邮箱通信,则配置邮 箱通信参数。
•Pre- Operational:预运行
在预运行状态下,邮箱通信被激活。主站与从站可以使用邮箱通信来交换与应用程序相关的初 始化操作和参数。在这个状态下不允许过程数据通信。
•Safe-Operational:安全运行
在安全运行状态下,从站应用程序读入输入数据,但是不产生输出信号。设备无输出,处于 “安全状态”。此时,仍然可以使用邮箱通信。
•Operational:运行
在运行状态下,从站应用程序读入数据,主站应用程序发出输出数据,从站设备产生输出信号 信号。此时,仍然可以使用邮箱通信。
•Boot-Strap:引导状态
引导状态的功能是下载设备固件程序。主站可以使用 FoE 协议的邮箱通信下载一个新的固件程 序给从站。
状态和状态转化 |
描述 |
---|---|
初始化 |
应用层没有通信,主站只能读写 ESC 寄存器 |
初始化向预运行转化 Init to Pre-OP(IP) |
主站配置从站站点地址寄存器; 如果支持邮箱通信,则配置邮箱通道参数; 如果支持分布式时钟,则配置 DC 相关寄存器; 主站写状态控制寄存器,以请求“Pre-Op”状态 |
预运行 |
应用层邮箱数据通信 |
Pre-Op to Safe-Op(PS) |
主站使用邮箱初始化过程数据映射 主站配置过程数据通信使用的 SM 通道; 主站配置 FMMU; 主站写状态控制寄存器,以请求“Safe-Op”状态 |
Safe-Operational |
主站发送有效的输出数据; 主站写状态控制寄存器,以请求“Op”状态 |
Operational |
输入和输出全部有效 仍然可以使用邮箱通信 |